《制药设备与工艺设计》发酵设备

3.2发酵设备13.2发酵设备发酵的操作过程发酵罐的设计要求常用发酵罐机械搅拌式发酵罐自吸式发酵罐气升式发酵罐塔式发酵罐2什么是发酵生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵微生物生理学：有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为“发酵”发酵的菌种—微生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体3什么是酵母一种单细胞真菌,在有氧和无氧环境下都能生存,属于兼性厌氧菌有氧气的环境中，酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳无氧的条件下，将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+2ATP(放出能量:118kJ/mol)酿酒过程中，乙醇被保留下来烤面包或蒸馒头的过程中，二氧化碳将面团发起，而酒精则挥发4发酵罐的操作和设计要求气-液接触浓度的在线检测混合传热泡沫控制营养物或控制pH用的试剂的加入结构可靠良好的气液接触和液固混合性能减少机械搅拌和通气所消耗的动力良好的传热性能设置有效的消泡沫装置必要和可靠的监测及控制仪表5间歇发酵罐6发酵罐的设计要求7发酵罐型式按搅拌和通气的能量输入方式可分为机械搅拌式外部液体循环式空气喷射提升式8机械搅拌式9外部液体循环式10空气喷射提升式11常用发酵罐机械搅拌式发酵罐自吸式发酵罐气升式发酵罐塔式发酵罐12机械搅拌式发酵罐机械搅拌压缩空气通气装置13机械搅拌式发酵罐主要组成部件罐体-1搅拌装置-2传热装置-4通气装置-7传动机构-614罐体组成

圆筒形筒身上下两个椭圆形封头几何尺寸比例H/D=1.7~3；d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12；B/D=0.8~1s/d=1.5~2.5(2);s/d=1~2(3)发酵罐的公称容积V0为筒身部分容积Vc和底封头容积Vb之和，即V0=Vc+Vb实际装料量

V=η0V0;η0是装料系数，0.7~0.8V=（0.7~0.8）V015罐体接管和接口

冷却水、给排气、取样、放料、接种、消泡剂、酸、碱等工艺接管视镜、仪表等接口材料

不锈钢钢板或复合不锈钢板以保证罐内培养液清洁和壁面光滑压力容器用钢强度

能承受灭菌蒸汽的压力和温度16搅拌装置采用圆盘涡轮式搅拌器配置2-3个搅拌器有利于液体本身的混合及气液和液固之间的混合改善传质和传热有助于氧的溶解17通气装置将无菌空气导入罐内的装置单孔管单孔管的出口位置正下方开口向下18传热装置发酵过程中发酵液产生热量最适宜培养温度冷却水导出部分热量发酵罐的传热装置有夹套和蛇管19机械消末装置发酵过程中，由于发酵液中含有大量蛋白质等发泡物质，在强烈的通气搅拌下将产生大量泡沫消除发酵液泡沫消泡剂(天然油脂、聚醚类、硅类、高碳醇)机械消泡装置20耙式消泡桨消泡桨安装于搅拌轴上，与轴同转，齿面略高于液面，消泡桨直径约为罐径的0.8~0.9当少量泡沫上升时，如果泡沫的机械强度较小，耙齿可把泡沫打碎。21封闭式涡轮消泡桨尺寸消沫器直径约为罐径的1/2安装涡轮消沫器直接安装于搅拌轴上，由于搅拌轴转速太低效果不佳下伸轴发酵罐，罐顶安装，涡轮轴高速旋转工作过程泡沫直接被涡轮打碎，或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎22自吸式发酵罐不需空气压缩机自吸入空气的生物反应器23自吸式发酵罐的形式